|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 10/2003
Cieczowe kolektory słoneczne - Zrób to sam?
|
|
|
Polska posiada korzystne warunki klimatyczne do efektywnego pozyskiwania energii pochodzącej ze Słońca. Energia ta przetworzona za pomocą kolektorów cieczowych może być wykorzystywana do produkcji ciepłej wody użytkowej bądź wspomagania układów centralnego ogrzewania. Według opracowań krajowych naukowców roczna wartość nasłonecznienia w Polsce, czyli ilość czasu kiedy słońce znajduje się nad horyzontem i nie jest zasłonięte chmurami, wynosi średnio 1200-1700 godzin. Trochę bardziej optymistyczne dane można odnaleźć w jednej z ulotek zagranicznych producentów kolektorów, który podaje, że słonecznych godzin w roku mamy ok. 1900.
|
Wielkość ta charakteryzuje się nierównym rozkładem. Najwięcej ciepła można pozyskać w okresie wiosenno-letnim, od początku kwietnia do końca września, kiedy słońce znajduje się najdłużej nad horyzontem. W zimie, gdy zapotrzebowanie na energię jest największe, pożytek z kolektorów słonecznych jest znacznie mniejszy. Krótkie i pochmurne dni sprawiają, że ilość docierającej energii spada nawet poniżej 10 proc. w porównaniu z okresem letnim. Jak twierdzą eksperci, najlepszym rejonem w Polsce są tereny województwa lubelskiego, gdzie wielkość napromieniowania słonecznego wyliczono na ponad 1048 kWh/m kw. w skali roku. Średnia dla obszaru Polski wynosi ok. 990 kWh/m kw./rok. Najsłabszy dopływ energii rejestruje się w województwach północnych z wyłączeniem obszaru Wybrzeża Zachodniego. Niższy poziom napromieniowania występuje też w rejonach o większym zanieczyszczeniu atmosfery, czyli tereny uprzemysłowione, takie jak np. Śląsk. Tam wartość napromieniowania może odbiegać od średniej krajowej do 10 proc.
Kolektory płaskie
Wśród układów cieczowych najprostszymi w konstrukcji, a zarazem najtańszymi są kolektory płaskie. W tradycyjnym urządzeniu znajduje się zestaw rurek lub jedna odpowiednio ukształtowana rurka miedziana ułożona na blasze i materiale izolacyjnym, którym może być np. wełna szklana lub pianka poliuretanowa. Całość pokryta jest powłoką absorbcyjną i przykryta szybą. Warstwy pochłaniające wykonywane są różnymi technikami. Wśród dostępnych na rynku można spotkać powłoki z czarnej farby, czarnego chromu, tlenku tytanu i krzemu, związków aluminium lub też inne firmowe wielowarstwowe technologie, które pod swą nazwą kryją tajemnicę „wysokiego współczynnika sprawności”. Zastosowanie zewnętrznego pokrycia szklanego daje możliwość wykorzystania „efektu szklarniowego”, co przynosi dodatkowe korzyści energetyczne. Szkło hartowane na powierzchni zewnętrznej kolektora zabezpiecza go przed uszkodzeniem w przypadku gradobicia.
Istnieją też rozwiązania, gdzie pomiędzy szybą, a absorberem, stosuje się specjalny materiał transparentny charakteryzujący się małą przewodnością cieplną i dużą przepuszczalnością promieniowania słonecznego. Dzięki takim zastosowaniom sprawność cieplna kolektora wzrasta. Szyby pryzmatyczne i antyrefleksyjne również wpływają na poprawę wydajności urządzenia. W konstrukcjach kolektorów płaskich zamiast układów rurek można też spotkać absorbery wykonane z dwóch odpowiednio wytłoczonych i następnie zgrzanych lub sklejonych blach. W ten sposób pomiędzy blachami tworzy się układ kanałów, którymi krąży ciecz robocza. Bywają również kolektory, gdzie absorbery wykonane są z tworzyw sztucznych odpornych na zmiany temperatury i promieniowanie ultrafioletowe. Te ostatnie są lżejsze, co ułatwia ich montaż, ale za to charakteryzują się mniejszą sprawnością cieplną.
Kolektory próżniowe
Większą wydajnością i równocześnie najwyższą ceną za m kw. wyróżniają się kolektory rurowo-próżniowe. Charakteryzują się one lepszą sprawnością niż kolektory płaskie, zwłaszcza w okresach o zwiększonym zachmurzeniu. Zbudowane są z zestawów szklanych rur, wewnątrz których panują warunki zbliżone do próżni, co stanowi bardzo dobry izolator termiczny. W przestrzeni zamkniętej znajduje się rurowy absorber, w środku którego umieszczona jest cienka rurka obiegowa odbierająca ciepło. Wejście i wyjście cieczy roboczej znajduje się w górnej części kolektora. W niektórych konstrukcjach ciecz wpływa rurką wewnętrzną i powraca od dołu do góry zewnętrzną rurką, w której z kolei nagrzewa się przejmując ciepło od absorbera. Dodatkowo w kolektorach tego typu wokół absorbera montuje się odpowiednio wyprofilowane lustra poprawiające wydajność.
|
|
|
|
